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Fonction localement intégrable

Posté par
Rouliane
19-07-07 à 15:59

Bonjour,

J'ai 3$(f_n)_n une suite de fonctions localement intégrables sur 3$ \mathbb{R}^n et qui converge p.p vers f.
On suppose qu'il existe une fonction g positive de 3$ L_{loc}^1(\mathbb{R}^n) tel que pour tout n, 3$ |f_n(x)| \le g(x) p.p.

Je dois montrer que f est dans 3$ L_{loc}^1(\mathbb{R}^n).

Un simple passage à la limite suffit, non ?

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:21

Salut,

convergence dominée

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:23

Salut,

La convergence dominée marche aussi pour une fonction seulement localement sommable ?

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:24

je me place sur un compact quelconque et je l'applique peut-etre ?

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:26

Oui tu fixes un compact K et tu l'appliques à 3$f_n1_{K}

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:28

ok merci.

Mais l'appliquer à 3$f_n1_{K} sur R^n, c'est équivalent à l'appliquer à fn sur K ou pas ?

Posté par
otto
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:31

Oui bien sur, c'est même la définition de l'intégration sur un ensemble autre que l'ensemble sur lequel tu mets ta tribu et ta mesure.

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:37

ok merci.

Pour etre sur de la démo :

Soit K un compact de R^n.

On a :

\bullet f_n intégrable sur K

\bullet f_n converge p.p vers f sur K

\bullet Hypothèse de domination :
3$ \forall x \in K
3$ \forall x \in \mathbb{N}\;\;\;\;\; |f_n(x)| \le g(x)\;p.p

Donc d'après le théorème de la convergence dominée, f est intégrable sur K.

Finalement, f est 3$ L_{loc]^1(\mathbb{R}^n)

C'est correct ?

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:49

Pour la suite je devais montrer que la suite de distribution (T_f_n) converge dans D'(R^n) vers T_f

J'avais appliqué le théorème de la convergence dominée :

f_n étant dans 3$ L_{loc}^1(\mathbb{R}^n), on a :3$ <T_f_n,\varphi>=\Bigint_{\mathbb{R}^n} f_n(x)\varphi(x)dx

Je vais me placer alors sur un compact K qui contient le support de \varphi, on a alors : 3$ <T_f_n,\varphi>=\Bigint_{K} f_n(x)\varphi(x)dx

On peut maintenant mettre en place les hypothèses du théorème de convergence dominée :

\bullet f_n \varphi intégrable sur K car 3$ |f_n(x)\varphi(x)| \le Mg(x) qui est intégrable sur K.

\bullet f_n \varphi converge p.p vers 3$ f\varphi sur K

\bullet Hypothèse de domination :
3$ \forall x \in K
3$ \forall n \in \mathbb{N}\;\;\;\;\; |f_n(x)| \le M g(x) \; p.p \; qui est intégrable sur K.

Donc d'après le théorème de la convergence dominée, on a : 3$ \lim_{n\to +\infty}<T_f_n,\varphi>=\lim_{n\to +\infty}\Bigint_{K} f_n(x)\varphi(x)dx = \Bigint_{K} f(x)\varphi(x)dx

On a donc bien 3$ (T_f_n) quiconverge vers 3$ T_f.

C'est juste ?

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:52

Oui c'est juste, tu aurais pu éviter de réécrire la convergence dominée en disant que fn-->f dans L1(loc) et majorer directement la différence en majorant ta fonction test par une constante.

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 16:57

j'ai pas compris
Tu parles de faire ça pour quelle partie de l'exo ? ( mon message de 16:49 j'imagine )

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:08

Oui je voulais dire comme tu avais déja appliqué la cvd au message d'avant, et bien tu as que sur tout compact l'intégrale de fn-f tend vers 0. Donc la tu majores par 3$\int_{K} |f_n-f| |\phi| \leq M \int_{K} |f_n-f| où K contient le support.

Juste pour aller un peu plus vite.

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:17

ok c'est bien ce à quoi je pensais d'après ton message, mais on applique quand même la convergence dominée ? ( Je pensais que tu disais qu'on pouvait se passer de la CVD )

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:20

Non on s'en passe pas, c'était juste pour pas la réécrire mais enchainer avec le message précédent

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:20

ok

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:21

c'est une technique de flemmard en fait

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 19-07-07 à 17:22

Tout à fait

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:08

j'essaye de continuer, alors on dit :

Citation :
En déduire () que si une suite (\varphi_n) converge dans D vers \varphi, alors la suite de distribution (T_{\varphi_n}) converge dans D' vers T_{\varphi}


J'arrive pas trop à voir le lien avec ce qu'on a fait précédemment, les seules choses que je vois :

- les \varphi_n sont localement sommables car C^{\infty}

- on a la CVU des dérivées n-ième des \varphi_n vers les dérivées n-ième de \varphi


Mais je vois pas comment l'exploiter ici ?

On peut pas utiliser l'argument de la CVU uniforme pour intervertir intégrale et limite ? ( vu qu'on est sur un compact )  

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:22

Ta suite de distributions c'est cela:

3$<T\phi_n,\psi>=\int \phi_n \psi d\mu?

Si oui on est ramené au cas précédent, les fonctions étant localement intégrables, reste à majorer indépendamment de n par une fonction g, or par définition de la convergence dans D, il existe un compact K qui contient tous les supports de tes fonctions et où il y a convergence uniforme de tes fonctions et de toutes ses dérivées.

Donc tu majores la différence par 3$\int_{K} |\phi_n-\phi| f d\mu \leq ||\phi_n-\phi||_{\infty} \int_{K} f d\mu pour 3$f dans D.

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:26

ah oui bien sur, merci !
Déjà je n'avais aucune idée de comment utiliser la CVU, mais en plus j'ai jamais l'idée dans ce cas la de montrer que la différence tend vers 0.

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:28

En même temps la j'ai pas l'impression d'en avoir déduit mais d'avoir fait autrement Enfin pas tout à fait vu que la convergence uniforme implique de toute façon la convergence dans L1(loc).

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:36

oui j'allais te demander justement, ici t'as pas vraiment majoré par une fonction g ?

et sinon dans ton inégalité on utilise jamais la convergence dominée en fait ?

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:38

Non j'ai pas utilisé de convergence dominée.

Non j'ai pas majoré par une fonction g, j'ai commencé ma phrase et je suis parti sur autre chose

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:39

ok c'était pour voir si j'avais bien compris

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:41

A noter que ca m'arrive souvent de commencer ma phrase avec un argument en tête et de finir par un autre

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:42



vaut mieux etre plusieurs alors pour réussir à recoller les bouts

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:46

Oui

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:46

Tiens sinon, un truc qui n'a rien à voir, j'ai cherché sur le net, mais j'ai pas trouvé : c'est quoi une injection canonique ?

J'ai feuilleté un bouquin sur les EDP, et de mémoire ils parlent d'injection canonique continue ou compacte, d'un espace de Sobolev dans L2.

Mais je sais pas ce que c'est

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:52

Bien c'est en fait quand t'as un espace E inclus dans un autre F l'injection canonique c'est simplement que si tu prends un élément de E tu peux lui associer lui même vu comme élément de F.

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 00:59

En gros c'est la restriction de l'idendité à E.

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 01:02

ok, merci.

Posté par
Cauchy
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 01:13

Mais comme on met pas forcément la même norme sur les espaces, c'est pour cela qu'il y a ces problèmes de continuité tout ça

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 01:14

d'accord, ça a pas l'air facile, je vais faire ça la semaine prochaine, on verra bien

Posté par
otto
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 01:15

Ca permet de faire le lien entre les différentes normes que tu mets sur le même espace et donc la topologie qu'elles engendrent.
Sont elles équivalentes, y'en a t'il une plus fine, etc. ?

Posté par
Rouliane
re : Fonction localement intégrable 20-07-07 à 01:18

ok



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